Energieeffizienz und Werterhaltung der Toggenburger Kirchen
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Energieeffizienz und Werterhalt Ihrer Kirche durch richtiges Heizen und LĂĽften
Herzlich willkommen
Veranstaltung vom 15. Juni 2009
Baumann Akustik und Bauphysik AG
KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
Warum wird eine Kirche beheizt ?
Baumann Akustik und Bauphysik AG
KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
Ziel der heutigen Veranstaltung
Entweder erhalten Sie die Bestätigung, dass Sie bereits richtig und effizient Heizen und Lüften. Oder Sie erfahren, welche Vorteile eine Veränderung haben kann, und in welchen Bereichen diese Veränderungen ansetzen können.
Baumann Akustik und Bauphysik AG
KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
Inhalt
• Teil 1 Theorie – Auswertung der Fragebogen – Wie hoch ist der Verbrauch Ihrer Kirche ? – Darum ist eine Kirche ein spezielles Gebäude – Orgel – Komfort und Behaglichkeit – Weniger Heizen: Ja, aber richtig ? – Beantwortung von allgemeinen Fragen – Zusammenfassung mit Merkpunkten Teil 2 Praxis – Erläuterung einer modernen Heizungssteuerung – Beispiele von Messungen und Aufnahmen mit W ärmebildkamera Fragenbeantwortung Apéro mit Vorstellung sineco
•
• •
Baumann Akustik und Bauphysik AG
KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
Heizsysteme
Sitzbank; 4
keine Angabe; 4
Fuss schemel; 1
Warmluft; 4
Boden; 8
Auswertung Anmeldebogen I Warum ist Kirche speziell I Was ist effizientes Heizen ? I aus der Praxis Messungen I aus der Praxis SPS-Steuerung
Baumann Akustik und Bauphysik AG
KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
6
Alter der Heizung Im Durchschnitt 22 Jahre alt
60 50 40 Jahre 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Auswertung Anmeldebogen I Warum ist Kirche speziell I Was ist effizientes Heizen ? I aus der Praxis Messungen I aus der Praxis SPS-Steuerung
Baumann Akustik und Bauphysik AG
KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
7
Heizbetrieb
keine Angabe; 5
Abschaltbetrieb; 8
Durchheizbetrieb; 7
Auswertung Anmeldebogen I Warum ist Kirche speziell I Was ist effizientes Heizen ? I aus der Praxis Messungen I aus der Praxis SPS-Steuerung
Baumann Akustik und Bauphysik AG
KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
8
Art des Heizbetriebes
keine Angabe; 2
manuell EIN/AUS; 4
Zeitschaltuhr; 6
SPS; 4
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KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
9
Energieverbrauch
1 Mosnang 6 Ebnat 11 Ricken 16 Lichtensteig kath. 2 Bütschwil 7 Ebnat-Kappel 12 Bütschwil-Mosnang 17 St.Peterzell 3 Wattwil 8 Gähwil 13 Wildhaus 18 Wattwil 4 Wattwil 9 Lichtensteig evang. 14 Ganterschwil 19 Mogelsberg 5 Kappel 10 Lütisburg 15 Krummenau 20 Mühlrüti
*1
Jahresverbrauch in kWh/m2 EBF
300 250 200 150 100 50 0
*1 *1
*1
CH-Mittelwert 140 kWh/m2
Verbrauch 04/05
Verbrauch 05/06
Verbrauch 06/07
Verbrauch 07/08
Verbrauch 08/09
*1 18 kath. Wattwil: inkl. Pfarreiheim, Pfarrhaus und Wohnung mit BĂĽros Auswertung Anmeldebogen I Warum ist Kirche speziell I Was ist effizientes Heizen ? I aus der Praxis Messungen I aus der Praxis SPS-Steuerung
Baumann Akustik und Bauphysik AG
KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
10
… im Vergleich zu anderen Kirchen
Elektrisch 400 Ă–L,Gas Mittelwert elektrisch 140 Mittelwert Ă–l/Gas 170
350 300 Energiekennzahl (kWh/m2a)
250 200
Unterschiede mit Faktor 30
150 100
50 0 Anzahl Kirchen
Auswertung Anmeldebogen I Warum ist Kirche speziell I Was ist effizientes Heizen ? I aus der Praxis Messungen I aus der Praxis SPS-Steuerung
Baumann Akustik und Bauphysik AG
KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
11
Warum ist die Kirche ein spezielles Gebäude ?
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KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
Gewölbedecke
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Fenster
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Aussenwände
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15
Wertvolle Ausstattung zB. Klosterkirche Neu St.Johann oder Kirche LĂĽtisburg
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Zugluft und Kerzen = Russbildung
Kirche St. Peter Wil: Rohrkerzen nach Abbrand
Kirche St. Peter Wil: Aussenecke 2 Grossanlässe nach der Renovation
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Mit Wärmebildkamera werden unbekannte Mängel sichtbar
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18
Beispiel einer Kirche – 5 Jahre nach der letzten Renovation
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Komfort und Zugluft
Bodenheizung Luftheizung
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Komfort und Zugluft
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Fazit
• Weniger Heizen gibt weniger Probleme - schont die Bausubstanz und die Ausstattung.
• Aber zuwenig geheizt ? • Ärger mit frierenden Kirchgängern. • Und Was ist richtig heizen ? Wird eine kalte Kirche mit diesen dicken Wänden überhaupt vernünftig warm ?
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Warum wird eine Kirche beheizt ?
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Was ist effizientes Heizen ? Wöchentliche Gebäudenutzung
180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
95%
unbelegt belegt
5%
Wohnungen Schulen Kirchen
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Durchheizen oder Abschalten
Quelle: Energie in kirchlichen Gebäuden sinnvoll nutzen (1993)
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Durchheizen oder Abschalten
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Das ist effizientes und substanzschonendes Heizen !
• Ausserhalb der Belegung eine möglichst tiefe
Grundtemperatur von 6 – 8°C
= Substanzschonendes Heizen
• Zum Zeitpunkt der Belegung Komfort für KirchgängerInnen
Komforttemperatur von 16 – 18°C
= Behagliches Heizen
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Substanzschonendes Heizen ausserhalb der Belegung
• • • • • Möglichst tiefe Grundtemperatur Richtige rel. Luftfeuchte wird einfacher gehalten Richtiges Lüften bei Bedarf (Vergleich absolute Feuchte) Kein Betrieb Fensterbankheizung Richtiges Klima bei Orgel – örtliche Heizstrahler für Organist
• je geringer der Temperaturunterschied zwischen innen und aussen desto bessere relative Feuchte innen (Orgel), • kein Kondensat und keine Luftumwälzungen, • keine ungünstige Abbrandverhältnisse für Kerzen, • geringerer Feuchtetransport in Wänden • Geringere Verschwärzungen, • Bis zu 50% geringerer Energieverbrauch, • Verlängerung der Renovationszyklen – geringerer Unterhalt Mit Messungen kann das richtige Klima bestimmt werden.
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Behagliches Heizen bei Belegung
• • • • • • • • Behagliche Temperatur während Anlass Wandoberflächentemperatur ist massgebend Nicht zu tiefe rel. Luftfeuchte Geringe Zuglufterscheinungen „Kräftiges“ Lüften nach dem Anlass Schonendes Aufheizen ca. +1.5°K pro Stunde Betrieb Fensterbankheizung – Komfort - keine Zugluft Klima bei Orgel
Mit Messungen kann das richtige Klima bestimmt werden.
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Beispiel aus der Praxis: Messungen
• Messungen mit elektronischen Datenloggern Innen- und Aussentemperatur Relative (%) und absolute (g/m3) Luftfeuchte Aussen und Innen Wand- und Glasoberflächentemperatur Auftreten von Kondensat CO2 (Luftqualität, Luftwechsel und Lüftungsverhalten) Leistungsmessung Elektroheizung Luftströmungen, Komfortmessungen mit Komfort-Analyser Infrarot-Aufnahmen (mit Wärmebildkamera) Messung der Nachhallzeit
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Typischer Aufheizvorgang (Evang. Kirche Kesswil) Lösung Feuchteprobleme
Aufheizen ca. +1°C pro Std.
Kirche Kesswil Weihnachten 24./25.12.2006
20 Temperatur [°C] abs.Feuchte [g/m3] 75
15
zu hohe rel.Feuchte [%] Innentemperatur
60 rel. Luftfeuchte [%]
10
45
5
absolute.Feuchte [g/m3]
30
0
15
-5
24.12.06 25.12.06
0
Aussen °C
Chor °C
Aussen g/m3
Chor g/m3
Chor %
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Probleme durch zu trockenes Innenklima (Kirche Baden)
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Komfort ist messbar
Strahlungstemperatur Luftströmung
Raumluftemperatur und rel. Feuchte
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Evang. Kirche Elgg ZH
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Beispiel Infrarotaufnahmen mit Wärmebildkamera
22 0 °C
22.0 °C
20
20
18 16 14 12 10 8 6
10 14 18
16
12
4 30
4.0 °C
9.0
-2.0 °C
3
-4
2
Sp1
1
-6
0
Sp2 Sp1
-8
-1
-9.0
-2.0
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Beispiel aus der Praxis: Bedienung Steuerung
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Handbetrieb EIN / AUS oder automatisch
25
20
Temperatur [°C] relative Feuchte [%]
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 05.01.2008 -10
Schiff rF [%] Schiff T [°C]
Aussen rF [%] Aussen T [°C]
Temperatur [°C]
15
10
5
n
06.01.2008 07.01.2008 08.01.2008 09.01.2008 10.01.2008 11.01.2008 12.01.2008
0
30.11.2006
02.12.2006
04.12.2006
06.12.2006
08.12.2006
10.12.2006
12.12.2006
14.12.2006
16.12.2006
18.12.2006
20.12.2006
22.12.2006
24.12.2006
26.12.2006
28.12.2006
30.12.2006
02.01.2007
04.01.2007
06.01.2007
08.01.2007
10.01.2007
Auswertung Anmeldebogen I Warum ist Kirche speziell I Was ist effizientes Heizen ? I aus der Praxis Messungen I aus der Praxis SPS-Steuerung
12.01.2007
-5
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SPS - Steuerung
• SPS-Heizungssteuerung (Speicher-Programmierte-Steuerung) • mit Option KLIMA-BEEINFLUSSUNG optische Anzeige oder automatisierte Fensteröffnung zum richtigen Lüften
12.3°C 2.8°C
56 % 68 %
5.9 g/m3 3.8 g/m3
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Zusammenfassung
• Schäden entstehen durch zu viel und nicht durch zu wenig Heizen • Klimakontrolle ist mit SPS einfach möglich • Ein niedriger Verbrauch heisst nicht, dass nicht noch mehr gespart werden könnte. • Ausserhalb der Belegung eine möglichst
tiefe Grundtemperatur von 6 – 8°C
= Substanzschonendes Heizen – minimaler Energieverbrauch • Zum Zeitpunkt der Belegung Komfort für Kirchgänger
Komforttemperatur von 16- 18°C
= Behagliches Heizen – Komfort
• Ohne Messungen ist kein substanzschonendes Heizen möglich.
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g
Energieeffizienz und Werterhalt Ihrer Kirche durch richtiges Heizen und LĂĽften
Herzlich willkommen
Veranstaltung vom 15. Juni 2009
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KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
Warum wird eine Kirche beheizt ?
Baumann Akustik und Bauphysik AG
KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
Ziel der heutigen Veranstaltung
Entweder erhalten Sie die Bestätigung, dass Sie bereits richtig und effizient Heizen und Lüften. Oder Sie erfahren, welche Vorteile eine Veränderung haben kann, und in welchen Bereichen diese Veränderungen ansetzen können.
Baumann Akustik und Bauphysik AG
KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
Inhalt
• Teil 1 Theorie – Auswertung der Fragebogen – Wie hoch ist der Verbrauch Ihrer Kirche ? – Darum ist eine Kirche ein spezielles Gebäude – Orgel – Komfort und Behaglichkeit – Weniger Heizen: Ja, aber richtig ? – Beantwortung von allgemeinen Fragen – Zusammenfassung mit Merkpunkten Teil 2 Praxis – Erläuterung einer modernen Heizungssteuerung – Beispiele von Messungen und Aufnahmen mit W ärmebildkamera Fragenbeantwortung Apéro mit Vorstellung sineco
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• •
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KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
Heizsysteme
Sitzbank; 4
keine Angabe; 4
Fuss schemel; 1
Warmluft; 4
Boden; 8
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KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
6
Alter der Heizung Im Durchschnitt 22 Jahre alt
60 50 40 Jahre 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Auswertung Anmeldebogen I Warum ist Kirche speziell I Was ist effizientes Heizen ? I aus der Praxis Messungen I aus der Praxis SPS-Steuerung
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Heizbetrieb
keine Angabe; 5
Abschaltbetrieb; 8
Durchheizbetrieb; 7
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KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
8
Art des Heizbetriebes
keine Angabe; 2
manuell EIN/AUS; 4
Zeitschaltuhr; 6
SPS; 4
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Energieverbrauch
1 Mosnang 6 Ebnat 11 Ricken 16 Lichtensteig kath. 2 Bütschwil 7 Ebnat-Kappel 12 Bütschwil-Mosnang 17 St.Peterzell 3 Wattwil 8 Gähwil 13 Wildhaus 18 Wattwil 4 Wattwil 9 Lichtensteig evang. 14 Ganterschwil 19 Mogelsberg 5 Kappel 10 Lütisburg 15 Krummenau 20 Mühlrüti
*1
Jahresverbrauch in kWh/m2 EBF
300 250 200 150 100 50 0
*1 *1
*1
CH-Mittelwert 140 kWh/m2
Verbrauch 04/05
Verbrauch 05/06
Verbrauch 06/07
Verbrauch 07/08
Verbrauch 08/09
*1 18 kath. Wattwil: inkl. Pfarreiheim, Pfarrhaus und Wohnung mit BĂĽros Auswertung Anmeldebogen I Warum ist Kirche speziell I Was ist effizientes Heizen ? I aus der Praxis Messungen I aus der Praxis SPS-Steuerung
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… im Vergleich zu anderen Kirchen
Elektrisch 400 Ă–L,Gas Mittelwert elektrisch 140 Mittelwert Ă–l/Gas 170
350 300 Energiekennzahl (kWh/m2a)
250 200
Unterschiede mit Faktor 30
150 100
50 0 Anzahl Kirchen
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Warum ist die Kirche ein spezielles Gebäude ?
Baumann Akustik und Bauphysik AG
KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
Gewölbedecke
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13
Fenster
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Aussenwände
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15
Wertvolle Ausstattung zB. Klosterkirche Neu St.Johann oder Kirche LĂĽtisburg
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KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
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Zugluft und Kerzen = Russbildung
Kirche St. Peter Wil: Rohrkerzen nach Abbrand
Kirche St. Peter Wil: Aussenecke 2 Grossanlässe nach der Renovation
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Mit Wärmebildkamera werden unbekannte Mängel sichtbar
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KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
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Beispiel einer Kirche – 5 Jahre nach der letzten Renovation
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Komfort und Zugluft
Bodenheizung Luftheizung
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Komfort und Zugluft
Auswertung Anmeldebogen I Warum ist Kirche speziell I Was ist effizientes Heizen ? I aus der Praxis Messungen I aus der Praxis SPS -Steuerung
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Fazit
• Weniger Heizen gibt weniger Probleme - schont die Bausubstanz und die Ausstattung.
• Aber zuwenig geheizt ? • Ärger mit frierenden Kirchgängern. • Und Was ist richtig heizen ? Wird eine kalte Kirche mit diesen dicken Wänden überhaupt vernünftig warm ?
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KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
Warum wird eine Kirche beheizt ?
Baumann Akustik und Bauphysik AG
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Was ist effizientes Heizen ? Wöchentliche Gebäudenutzung
180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
95%
unbelegt belegt
5%
Wohnungen Schulen Kirchen
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Durchheizen oder Abschalten
Quelle: Energie in kirchlichen Gebäuden sinnvoll nutzen (1993)
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Durchheizen oder Abschalten
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Das ist effizientes und substanzschonendes Heizen !
• Ausserhalb der Belegung eine möglichst tiefe
Grundtemperatur von 6 – 8°C
= Substanzschonendes Heizen
• Zum Zeitpunkt der Belegung Komfort für KirchgängerInnen
Komforttemperatur von 16 – 18°C
= Behagliches Heizen
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Substanzschonendes Heizen ausserhalb der Belegung
• • • • • Möglichst tiefe Grundtemperatur Richtige rel. Luftfeuchte wird einfacher gehalten Richtiges Lüften bei Bedarf (Vergleich absolute Feuchte) Kein Betrieb Fensterbankheizung Richtiges Klima bei Orgel – örtliche Heizstrahler für Organist
• je geringer der Temperaturunterschied zwischen innen und aussen desto bessere relative Feuchte innen (Orgel), • kein Kondensat und keine Luftumwälzungen, • keine ungünstige Abbrandverhältnisse für Kerzen, • geringerer Feuchtetransport in Wänden • Geringere Verschwärzungen, • Bis zu 50% geringerer Energieverbrauch, • Verlängerung der Renovationszyklen – geringerer Unterhalt Mit Messungen kann das richtige Klima bestimmt werden.
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Behagliches Heizen bei Belegung
• • • • • • • • Behagliche Temperatur während Anlass Wandoberflächentemperatur ist massgebend Nicht zu tiefe rel. Luftfeuchte Geringe Zuglufterscheinungen „Kräftiges“ Lüften nach dem Anlass Schonendes Aufheizen ca. +1.5°K pro Stunde Betrieb Fensterbankheizung – Komfort - keine Zugluft Klima bei Orgel
Mit Messungen kann das richtige Klima bestimmt werden.
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Beispiel aus der Praxis: Messungen
• Messungen mit elektronischen Datenloggern Innen- und Aussentemperatur Relative (%) und absolute (g/m3) Luftfeuchte Aussen und Innen Wand- und Glasoberflächentemperatur Auftreten von Kondensat CO2 (Luftqualität, Luftwechsel und Lüftungsverhalten) Leistungsmessung Elektroheizung Luftströmungen, Komfortmessungen mit Komfort-Analyser Infrarot-Aufnahmen (mit Wärmebildkamera) Messung der Nachhallzeit
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Typischer Aufheizvorgang (Evang. Kirche Kesswil) Lösung Feuchteprobleme
Aufheizen ca. +1°C pro Std.
Kirche Kesswil Weihnachten 24./25.12.2006
20 Temperatur [°C] abs.Feuchte [g/m3] 75
15
zu hohe rel.Feuchte [%] Innentemperatur
60 rel. Luftfeuchte [%]
10
45
5
absolute.Feuchte [g/m3]
30
0
15
-5
24.12.06 25.12.06
0
Aussen °C
Chor °C
Aussen g/m3
Chor g/m3
Chor %
Auswertung Anmeldebogen I Warum ist Kirche speziell I Was ist effizientes Heizen ? I aus der Praxis Messungen I aus der Praxis SPS -Steuerung
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KirchenI historische BautenI und weitere Herausforderungen
33
Probleme durch zu trockenes Innenklima (Kirche Baden)
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34
Komfort ist messbar
Strahlungstemperatur Luftströmung
Raumluftemperatur und rel. Feuchte
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35
Evang. Kirche Elgg ZH
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Beispiel Infrarotaufnahmen mit Wärmebildkamera
22 0 °C
22.0 °C
20
20
18 16 14 12 10 8 6
10 14 18
16
12
4 30
4.0 °C
9.0
-2.0 °C
3
-4
2
Sp1
1
-6
0
Sp2 Sp1
-8
-1
-9.0
-2.0
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37
Beispiel aus der Praxis: Bedienung Steuerung
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38
Handbetrieb EIN / AUS oder automatisch
25
20
Temperatur [°C] relative Feuchte [%]
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 05.01.2008 -10
Schiff rF [%] Schiff T [°C]
Aussen rF [%] Aussen T [°C]
Temperatur [°C]
15
10
5
n
06.01.2008 07.01.2008 08.01.2008 09.01.2008 10.01.2008 11.01.2008 12.01.2008
0
30.11.2006
02.12.2006
04.12.2006
06.12.2006
08.12.2006
10.12.2006
12.12.2006
14.12.2006
16.12.2006
18.12.2006
20.12.2006
22.12.2006
24.12.2006
26.12.2006
28.12.2006
30.12.2006
02.01.2007
04.01.2007
06.01.2007
08.01.2007
10.01.2007
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12.01.2007
-5
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39
SPS - Steuerung
• SPS-Heizungssteuerung (Speicher-Programmierte-Steuerung) • mit Option KLIMA-BEEINFLUSSUNG optische Anzeige oder automatisierte Fensteröffnung zum richtigen Lüften
12.3°C 2.8°C
56 % 68 %
5.9 g/m3 3.8 g/m3
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40
Zusammenfassung
• Schäden entstehen durch zu viel und nicht durch zu wenig Heizen • Klimakontrolle ist mit SPS einfach möglich • Ein niedriger Verbrauch heisst nicht, dass nicht noch mehr gespart werden könnte. • Ausserhalb der Belegung eine möglichst
tiefe Grundtemperatur von 6 – 8°C
= Substanzschonendes Heizen – minimaler Energieverbrauch • Zum Zeitpunkt der Belegung Komfort für Kirchgänger
Komforttemperatur von 16- 18°C
= Behagliches Heizen – Komfort
• Ohne Messungen ist kein substanzschonendes Heizen möglich.
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